JP5553654B2 - Low NOx burner and gas water heater using the same - Google Patents

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Description

本発明は、水を加熱するための燃焼ガスを発生させる低NOxバーナとその低NOxバーナを用いたガス給湯機に関する。 The present invention relates to a low NOx burner that generates combustion gas for heating water and a gas water heater using the low NOx burner.

燃焼時に発生する燃焼ガス中のNOx量の低減化を図るため、理論空燃比より燃料濃度が低い低濃度混合気を噴出する分割された炎口群により形成された前後方向に細長の淡炎口と、その淡炎口を囲んで配置された理論空燃比より燃料濃度が高い高濃度混合気を噴出する細長の濃炎口とを備える、所謂低NOxバーナがあり、その具体例が、例えば特許文献1に記載されている。
特許文献1の低NOxバーナは、低濃度混合気が淡炎口から噴出する前に、燃料ガスと空気が均一な濃度で混ざり合うように、低濃度混合気の導入口付近で流路面積が狭められている。
In order to reduce the amount of NOx in the combustion gas generated at the time of combustion, a thin flame mouth elongated in the front-rear direction formed by a divided flame mouth group that ejects a low-concentration mixture whose fuel concentration is lower than the theoretical air-fuel ratio And a so-called low-NOx burner, which is disposed around the pale flame port and ejects a high-concentration gas mixture having a fuel concentration higher than the stoichiometric air-fuel ratio, and a specific example thereof is, for example, a patent It is described in Document 1.
The low NOx burner of Patent Document 1 has a flow path area near the inlet of the low-concentration mixture so that the fuel gas and air are mixed at a uniform concentration before the low-concentration mixture is ejected from the pale flame outlet. It is narrowed.

特開平7−42917号公報JP 7-42917 A

しかしながら、特許文献1の低NOxバーナでは、低濃度混合気が、流路面積の狭い箇所を進行方向をほとんど変えることなく通過するため、燃料ガスと空気のミキシングは限定的であり、淡炎口に安定して火炎が形成されず、燃焼時の騒音を増大させるという問題があった。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされるもので、燃料ガスと空気のミキシングを促進して淡炎口から噴出する低濃度混合気の濃度分布を一様にし、且つ、低濃度混合気の時間的な濃度変化の度合いを小さくする低NOxバーナ及びその低NOxバーナを用いたガス給湯機を提供することを目的とする。
However, in the low NOx burner disclosed in Patent Document 1, since the low-concentration air-fuel mixture passes through a portion having a narrow flow path area with almost no change in the traveling direction, mixing of fuel gas and air is limited, and the light flame outlet However, there is a problem that a flame is not formed stably and noise during combustion is increased.
The present invention has been made in view of such circumstances, and promotes the mixing of fuel gas and air to make the concentration distribution of the low-concentration mixture ejected from the pale flame port uniform, and to reduce the time of the low-concentration mixture. An object of the present invention is to provide a low NOx burner that reduces the degree of typical concentration change and a gas water heater using the low NOx burner.

前記目的に沿う第1の発明に係る低NOxバーナは、第1の管状流路のガスと空気の導入口から導入された理論空燃比より燃料濃度の低い低濃度混合気を上方に噴出する細長の淡炎口、及び該淡炎口を囲んで配置され、第2の管状流路のガスと空気の導入口から導入された理論空燃比より燃料濃度の高い高濃度混合気を上方に噴出する細長の濃炎口を備える低NOxバーナにおいて、前後方向に沿って配置された前記第1の管状流路には、管壁に、該第1の管状流路に沿って後方に直進する前記低濃度混合気が当たって沿う傾斜部を形成して、該低濃度混合気に、後方に向かって時計回り、あるいは、反時計回りの旋回流を与える旋回部が設けられている。 The low NOx burner according to the first invention that meets the above-described object is an elongated type that ejects upward a low-concentration gas mixture having a fuel concentration lower than the stoichiometric air-fuel ratio introduced from the gas and air inlets of the first tubular flow path. And a high-concentration mixture having a fuel concentration higher than the stoichiometric air-fuel ratio introduced from the gas and air inlets of the second tubular flow channel is ejected upward. In the low NOx burner having an elongated thick flame port, the first tubular flow channel arranged along the front-rear direction has a low wall that goes straight to the rear along the first tubular flow channel. There is provided a swirl portion that forms an inclined portion along which the concentration mixture strikes and applies a swirling flow clockwise or counterclockwise to the low concentration mixture.

第1の発明に係る低NOxバーナにおいて、前記第1の管状流路は、断面が、左右に2つ割りされた前記管壁によって縦長の長円形状に形成され、前記傾斜部は、2つ割りされた一方の前記管壁の上部と、他方の前記管壁の下部に設けられるのが好ましい。 In the low NOx burner according to the first aspect of the present invention, the first tubular channel is formed in a vertically long oval shape by the tube wall divided into two on the left and right, and the two inclined portions are It is preferable to be provided at the upper part of one of the split pipe walls and at the lower part of the other pipe wall.

第1の発明に係る低NOxバーナにおいて、前記第1の管状流路は、前記管壁に外側に突出する突出部を有するのが好ましい。 In the low NOx burner according to the first invention, it is preferable that the first tubular flow path has a projecting portion projecting outward on the tube wall.

前記目的に沿う第2の発明に係るガス給湯機は、第1の発明に係る低NOxバーナを用いるガス給湯機であって、前記低NOxバーナと、該低NOxバーナから燃焼ガスを取込んで水を加熱する一次熱交換器と、前記一次熱交換器から排出される前記燃焼ガスによって、前記一次熱交換器に供給する水を予熱する二次熱交換器とを有する。 A gas water heater according to a second invention that meets the above object is a gas water heater that uses the low NOx burner according to the first invention, and takes in the combustion gas from the low NOx burner and the low NOx burner. A primary heat exchanger for heating water, and a secondary heat exchanger for preheating water supplied to the primary heat exchanger by the combustion gas discharged from the primary heat exchanger.

第1の発明に係る低NOxバーナ及び第2の発明に係るガス給湯機は、第1の管状流路の途中には、管壁に、直進する低濃度混合気が当たって沿う傾斜部を形成して、低濃度混合気に旋回流を与える旋回部が設けられているので、燃焼ガスと空気のミキシングが促進され、低濃度混合気の濃度分布を一様にし、かつ、低濃度混合気の時間的な濃度変化の度合いを小さくすることができる。 In the low NOx burner according to the first invention and the gas water heater according to the second invention, an inclined portion is formed in the middle of the first tubular flow path along the wall of the low-concentration gas mixture that goes straight on the tube wall. Since the swirl unit that provides swirling flow to the low-concentration mixture is provided, mixing of combustion gas and air is promoted, the concentration distribution of the low-concentration mixture is made uniform, and the low-concentration mixture The degree of temporal density change can be reduced.

また、第1の発明に係る低NOxバーナ及び第2の発明に係るガス給湯機において、傾斜部が、2つ割りされた一方の管壁の上部と、他方の管壁の下部に設けられる場合、低濃度混合気に旋回流を安定して生じさせることができ、低濃度混合気の濃度分布を一様にして、淡炎口に発生する火炎の安定化を図ることが可能である。 Further, in the low NOx burner according to the first invention and the gas water heater according to the second invention, the inclined portion is provided at the upper part of one pipe wall divided into two and at the lower part of the other pipe wall. The swirl flow can be stably generated in the low-concentration air-fuel mixture, and the concentration distribution of the low-concentration air-fuel mixture can be made uniform to stabilize the flame generated at the light flame outlet.

そして、第1の発明に係る低NOxバーナ及び第2の発明に係るガス給湯機において、第1の管状流路が、管壁に外側に突出する突出部を有する場合、複数の低NOxバーナを等間隔で並列に密接配置した際に、隣り合う低NOxバーナの間に隙間を設けて空気層を形成することができ、この空気層による冷却作用によって、低NOxバーナの温度が高くなり過ぎないようにすることが可能である。また、隣り合う低NOxバーナの各間の間隔を一定に保つことによって、その隙間を流れる二次空気兼冷却空気の量を一様にすることができ、燃焼を安定させることが可能である。 In the low NOx burner according to the first invention and the gas water heater according to the second invention, when the first tubular flow path has a protruding portion protruding outward on the tube wall, a plurality of low NOx burners are provided. When closely arranged in parallel at equal intervals, an air layer can be formed by providing a gap between adjacent low NOx burners, and the temperature of the low NOx burner does not become too high due to the cooling effect of this air layer. It is possible to do so. In addition, by keeping the interval between adjacent low NOx burners constant, the amount of secondary and cooling air flowing through the gap can be made uniform, and combustion can be stabilized.

本発明の一実施の形態に係る低NOxバーナを左側から見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the low NOx burner which concerns on one embodiment of this invention from the left side. 同低NOxバーナを右側から見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the same low NOx burner from the right side. 同低NOxバーナを用いたガスバーナユニットの斜視図である。It is a perspective view of the gas burner unit using the same low NOx burner. 同低NOxバーナを用いたガス給湯機の模式図である。It is a schematic diagram of the gas water heater using the low NOx burner. 同低NOxバーナの平面図である。It is a top view of the low NOx burner. 同低NOxバーナの正面図である。It is a front view of the low NOx burner. (A)、(B)はそれぞれ、同低NOxバーナの部分側面図である。(A), (B) is a partial side view of the low NOx burner, respectively.

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図1〜図3、図5、図6に示すように、本発明の一実施の形態に係る低NOxガスバーナ10は、第1の管状流路11のガスと空気の導入口12から導入された理論空燃比より燃料濃度の低い低濃度混合気を上方に噴出する細長の淡炎口13、及び淡炎口13を囲んで配置され、第2の管状流路14のガスと空気の導入口15から導入された理論空燃比より燃料濃度の高い高濃度混合気を上方に噴出する細長の濃炎口16、16aを備える低NOxガスバーナである。以下、これらについて詳細に説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention.
As shown in FIGS. 1 to 3, 5, and 6, a low NOx gas burner 10 according to an embodiment of the present invention is introduced from a gas and air inlet 12 of a first tubular flow path 11. An elongated pale flame port 13 for jetting upward a low-concentration gas mixture having a fuel concentration lower than the stoichiometric air-fuel ratio, and the pale flame port 13 are disposed, and the gas and air inlet 15 of the second tubular channel 14 is disposed. This is a low NOx gas burner provided with elongate rich flame ports 16 and 16a for injecting upward a high-concentration mixture having a fuel concentration higher than the stoichiometric air-fuel ratio introduced from above. Hereinafter, these will be described in detail.

図3に示すように、低NOxバーナ10は、上部開放の外側ケース29の内側に並列配置され、複数の低NOxバーナ10及び外側ケース29を有してガスバーナユニット17が構成されている。
ガスバーナユニット17は、ガス管18(図4参照)から供給される燃料ガスと空気を混合してなる混合気を低NOxバーナ10の上方へ噴出させて火炎となり燃焼ガスを発生させる。ここで、低NOxバーナ10は、NOx発生量の低減化が図られた濃淡バーナであるので、NOxが水に取り込まれて生成される酸性水のpHが改善され、ドレン水の処理が容易である。なお、図3には、2つの低NOxバーナ10が、外側ケース29内に距離を有して配置されているように描かれているが、実際には、複数、例えば15〜20個の低NOxバーナ10が、近接して並列配置されている。
As shown in FIG. 3, the low NOx burner 10 is disposed in parallel inside the outer case 29 that is open to the top, and the gas burner unit 17 is configured to include a plurality of low NOx burners 10 and the outer case 29.
The gas burner unit 17 jets an air-fuel mixture obtained by mixing fuel gas and air supplied from a gas pipe 18 (see FIG. 4) above the low NOx burner 10 to form a flame and generate combustion gas. Here, since the low NOx burner 10 is a light and dark burner in which the amount of NOx generated is reduced, the pH of the acidic water produced when NOx is taken into the water is improved, and the drain water can be easily treated. is there. In FIG. 3, the two low NOx burners 10 are depicted as being arranged at a distance in the outer case 29, but actually, a plurality of, for example, 15 to 20 low NOx burners 10 are illustrated. NOx burners 10 are arranged close to each other in parallel.

ガスバーナユニット17は、図4に示すように、ガスバーナユニット17の上部に配置された一次熱交換器19に燃焼ガスを供給する。一次熱交換器19は、下部から取込んだ燃焼ガスの顕熱によって直接的に水を加熱して湯をつくり、その湯を混合弁20に送ると共に、上部から燃焼ガスを排出する。混合弁20は、一次熱交換器19でつくられた湯に、水道管21を介して流入する水道水を混合して所定温度の湯をつくり、その湯を出湯管22に供給する。
また、ガスバーナユニット17の底部には、ガスバーナユニット17内に空気を供給するファン23が固定されている。
As shown in FIG. 4, the gas burner unit 17 supplies combustion gas to a primary heat exchanger 19 disposed on the upper part of the gas burner unit 17. The primary heat exchanger 19 heats water directly by sensible heat of the combustion gas taken from the lower part to make hot water, sends the hot water to the mixing valve 20 and discharges the combustion gas from the upper part. The mixing valve 20 mixes hot water produced by the primary heat exchanger 19 with tap water flowing through the water pipe 21 to produce hot water at a predetermined temperature, and supplies the hot water to the hot water pipe 22.
A fan 23 for supplying air into the gas burner unit 17 is fixed to the bottom of the gas burner unit 17.

一次熱交換器19の後流には、一次熱交換器19から排出された燃焼ガスによって、一次熱交換器19に供給する水を予熱する二次熱交換器24が配置されている。従って、ガスバーナユニット17、一次熱交換器19及び二次熱交換器24等を有するガス給湯機25は、一次熱交換器19及び二次熱交換器24でそれぞれ燃焼ガスの顕熱及び潜熱を用いて効率的に水を加熱することできる。なお、二次熱交換器24によって予熱される水は、水道管21から供給される。
また、一次熱交換器19には、ガス給湯機25に設けられた循環ポンプ26の作動によって、水が循環する循環回路27が接続されており、一次熱交換器19は、給湯に使う湯を加熱すると共に、循環回路27を流れる水を加熱して浴槽等に供給する。なお、ガスバーナユニット17をはじめとするガス給湯機25を構成する機能部品、部材等は箱状のケーシング28内に配置、固定されている。
A secondary heat exchanger 24 that preheats water supplied to the primary heat exchanger 19 by the combustion gas discharged from the primary heat exchanger 19 is disposed downstream of the primary heat exchanger 19. Therefore, the gas water heater 25 having the gas burner unit 17, the primary heat exchanger 19, the secondary heat exchanger 24, and the like uses the sensible heat and latent heat of the combustion gas in the primary heat exchanger 19 and the secondary heat exchanger 24, respectively. Water can be efficiently heated. The water preheated by the secondary heat exchanger 24 is supplied from the water pipe 21.
The primary heat exchanger 19 is connected to a circulation circuit 27 through which water is circulated by the operation of a circulation pump 26 provided in the gas water heater 25. The primary heat exchanger 19 supplies hot water used for hot water supply. While heating, the water flowing through the circulation circuit 27 is heated and supplied to a bathtub or the like. It should be noted that functional parts, members, and the like constituting the gas water heater 25 including the gas burner unit 17 are arranged and fixed in a box-shaped casing 28.

図3に示すように、外側ケース29の外壁部には、低NOxバーナ10に点火する電極30を備えた点火及び火炎検出手段31が設けられ、点火及び火炎検出手段31の下部に、左右方向に等間隔で配置された複数の開口32が形成されている。低濃度混合気は、この開口32から導入される燃料ガスと空気から生成され、外側ケース29内に配置された低NOxバーナ10に供給される。
また、開口32の上部には、低NOxバーナ10に供給される高濃度混合気を生成するための燃料ガスと空気が導入される複数の開口(図示せず)が形成されている。
As shown in FIG. 3, an ignition and flame detection means 31 having an electrode 30 for igniting the low NOx burner 10 is provided on the outer wall portion of the outer case 29, and a horizontal direction is provided below the ignition and flame detection means 31. A plurality of openings 32 are formed at equal intervals. The low-concentration air-fuel mixture is generated from the fuel gas and air introduced from the opening 32 and supplied to the low NOx burner 10 disposed in the outer case 29.
In addition, a plurality of openings (not shown) through which fuel gas and air for generating a high-concentration gas mixture supplied to the low NOx burner 10 are introduced are formed in the upper part of the opening 32.

図1、図2、図5に示すように、外側ケース29内に並列配置される低NOxバーナ10は、前後に細長い淡炎口13と、淡炎口13を間に挟んで平行配置(即ち、囲んで配置)された前後に細長い濃炎口16、16aを備えている。そして、淡炎口13と濃炎口16、16aの各間には、混合気等の噴出しをしない遮断領域33が設けられ、淡炎口13と濃炎口16、16aに生成される火炎が干渉しないようにしている。淡炎口13及び濃炎口16、16aは、低NOxバーナ10の上部に略同一高さで配置され、共に低NOxバーナ10の前後方向全体に渡って形成されている。
濃炎口16(濃炎口16aについても同じ)は、図5に示すように、濃炎口16の長手方向(即ち前後方向)に沿って直線上に配置された複数(本実施の形態では4つ)の細長い高濃度混合気の流出口を備えている。淡炎口13は、左右方向に密接して並列配置された前後方向に細長い複数(本実施の形態では3つ)のスリット34を備え、各スリット34には、前後方向に沿って直線上に配置された複数(本実施の形態では4つ)の細長い低濃度混合気の流出口が設けられている。
As shown in FIGS. 1, 2, and 5, the low NOx burner 10 arranged in parallel in the outer case 29 is arranged in parallel with the thin flame port 13 elongated in the front and rear and the pale flame port 13 interposed therebetween (that is, Are provided with elongated thick flame ports 16 and 16a in front and rear. A blocking region 33 that does not eject air-fuel mixture or the like is provided between the pale flame port 13 and the rich flame ports 16 and 16a, and the flame generated at the pale flame port 13 and the rich flame ports 16 and 16a. To prevent interference. The pale flame mouth 13 and the rich flame mouths 16, 16 a are arranged at substantially the same height above the low NOx burner 10, and both are formed over the entire front and rear direction of the low NOx burner 10.
As shown in FIG. 5, the rich flame mouth 16 (the same applies to the rich flame mouth 16 a) has a plurality of (in this embodiment) arranged in a straight line along the longitudinal direction (that is, the front-rear direction) of the rich flame mouth 16. 4) Elongate high-concentration gas mixture outlets. The pale flame mouth 13 is provided with a plurality of slits 34 (three in the present embodiment) elongated in the front-rear direction arranged closely in parallel in the left-right direction, and each slit 34 has a straight line along the front-rear direction. A plurality (four in this embodiment) of elongated low-concentration gas mixture outlets arranged are provided.

低NOxバーナ10には、下部前側に、低濃度混合気の流入口となる第1の管状流路11のガスと空気の導入口12が設けられ、第1の管状流路11の後部には、第1の管状流路11と淡炎口13を接続する連結流路35の下端部が連結されている。
また、低NOxバーナ10には、第1の管状流路11のガスと空気の導入口12の上側に、高濃度混合気の流入口となる第2の管状流路14のガスと空気の導入口15が設けられている。第2の管状流路14は、図1、図2、図6に示すように、左右方向中央が上下に渡って仕切られて、左右に独立した横流路36、36aを形成している。そして、低NOxバーナ10は、横流路36の後部に下端部が接続され、横流路36と濃炎口16を連結する拡幅流路37、及び、横流路36aの後部に下端部が接続され、横流路36aと濃炎口16aを連結する拡幅流路37aを備えている。
この構造により、ガスと空気の導入口12から第1の管状流路11に導入された低濃度混合気は、連結流路35を通って淡炎口13に送られ、ガスと空気の導入口15から横流路36、36aに導入された高濃度混合気はそれぞれ、拡幅流路37、37aを通過して濃炎口16、16aに送られる。
The low NOx burner 10 is provided with a gas and air inlet 12 of the first tubular channel 11 serving as an inflow port for the low-concentration gas mixture on the lower front side, and at the rear of the first tubular channel 11 The lower end part of the connection flow path 35 which connects the 1st tubular flow path 11 and the pale flame opening 13 is connected.
In addition, the low NOx burner 10 introduces the gas and air in the second tubular channel 14 serving as the inlet of the high-concentration air-fuel mixture above the gas and air inlet 12 in the first tubular channel 11. A mouth 15 is provided. As shown in FIGS. 1, 2, and 6, the second tubular flow channel 14 is partitioned at the center in the left-right direction up and down to form lateral flow channels 36 and 36 a that are independent on the left and right. The low NOx burner 10 has a lower end connected to the rear part of the horizontal flow path 36, a wide flow path 37 connecting the horizontal flow path 36 and the rich flame port 16, and a lower end connected to the rear part of the horizontal flow path 36a. A widened flow path 37a that connects the horizontal flow path 36a and the rich flame port 16a is provided.
With this structure, the low-concentration gas mixture introduced from the gas and air inlet 12 into the first tubular channel 11 is sent to the pale flame port 13 through the connection channel 35, and the gas and air inlet The high-concentration air-fuel mixture introduced from 15 into the lateral flow paths 36 and 36a passes through the widened flow paths 37 and 37a and is sent to the rich flame ports 16 and 16a, respectively.

低NOxバーナ10の上側半分には、左右方向に左から順に、拡幅流路37、連結流路35、及び拡幅流路37aが配置されており、各流路は、上下方向に沿って配置された金板材によって仕切られている。また、拡幅流路37(拡幅流路37aについても同じ)には、図1、図2に示すように、横流路36の高濃度混合気の出口側(後方)に、複数の内側突出部38が配置され、横流路36に沿って後方に進行する高濃度混合気は、内側突出部38に衝突して拡幅流路37内で拡散し、濃炎口16の前後方向の異なる箇所に向かって万遍なく拡散して流れる。 In the upper half of the low NOx burner 10, an enlarged flow path 37, a connection flow path 35, and an expanded flow path 37 a are arranged in order from the left in the left-right direction, and each flow path is arranged along the vertical direction. It is partitioned by a metal plate. Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the wide flow channel 37 (the same applies to the wide flow channel 37 a) has a plurality of inner protrusions 38 on the outlet side (rear side) of the high-concentration mixture in the horizontal flow channel 36. And the high-concentration mixture that travels backward along the horizontal flow path 36 collides with the inner projecting portion 38 and diffuses in the widened flow path 37, toward different locations in the front-rear direction of the rich flame port 16. It flows evenly.

図1、図2、図6に示すように、第1の管状流路11、ガスと空気の導入口12等を形成する低NOxバーナ10の本体金具40は、金板材をプレス加工によって成形してなる水平配置されたバーナ形成部材を、中央に設けた前後方向に沿う折り線を基準に谷折りに左右それぞれ90度ずつ折り曲げて形成されている。前後方向に沿って配置された第1の管状流路11は、バーナ形成部材に設けられた管壁41、42を左右から合わせて形成され、第1の管状流路11の断面は、この左右に2つ割りされた管壁41、42によって上下方向に縦長の長円形状になっている。 As shown in FIGS. 1, 2, and 6, the main metal fitting 40 of the low NOx burner 10 that forms the first tubular channel 11, the gas and air inlet 12, etc. is formed by pressing a metal plate material. The horizontally formed burner forming members are bent by 90 degrees left and right in a valley fold with reference to a fold line along the front-rear direction provided in the center. The first tubular flow path 11 arranged along the front-rear direction is formed by combining the tube walls 41 and 42 provided on the burner forming member from the left and right sides. The tube walls 41 and 42 divided into two are formed into a vertically long oval shape in the vertical direction.

そして、管壁41の下部及び管壁42の上部には、それぞれガスと空気の導入口12から導入され、第1の管状流路11内を直進する低濃度混合気が当たって沿う傾斜部41a、42aが設けられている。
傾斜部41a、42aは、ガスと空気の導入口12の形成箇所の後方から形成され、それぞれ上向き及び下向きに傾斜し、前後方向、即ち第1の管状流路11の軸心に対する傾斜角度は、それぞれθ1及びθ2である。本実施の形態では、θ1及びθ2は、5〜20度の角度であり、具体的には、θ1=θ2=15度になっている(図7(A)、(B)参照)。
第1の管状流路11は、この傾斜部41a、42aによって、ガスと空気の導入口12から前後方向中央に向かって低濃度混合気の流路面積が徐々に縮小し、傾斜部41a、42aの形成箇所の後方は、低濃度混合気の流路面積が徐々に拡大している。
And the inclined part 41a along which the low-concentration mixed gas which introduce | transduces from the inlet 12 of gas and air, respectively, and advances straight inside the 1st tubular flow path 11 hits the lower part of the pipe wall 41 and the upper part of the pipe wall 42, respectively. , 42a are provided.
The inclined portions 41a and 42a are formed from the rear of the formation portion of the gas and air inlet 12, and are inclined upward and downward, respectively, and the inclination angle with respect to the axial center of the first tubular channel 11 in the front-rear direction, that is, They are θ1 and θ2, respectively. In this embodiment, θ1 and θ2 are angles of 5 to 20 degrees, specifically, θ1 = θ2 = 15 degrees (see FIGS. 7A and 7B).
In the first tubular flow channel 11, the flow channel area of the low-concentration mixture gradually decreases from the gas and air inlet 12 toward the center in the front-rear direction by the inclined portions 41a and 42a, and the inclined portions 41a and 42a. The flow path area of the low-concentration air-fuel mixture gradually increases behind the formation site.

ガスと空気の導入口12から流入した低濃度混合気は、第1の管状流路11に沿って後方に進行(直進)する際に、傾斜部41a、42aに当たって左側の傾斜部41aでは上向きのベクトルを、右側の傾斜部42aでは下向きのベクトルをそれぞれ得るので、第1の管状流路11は、低濃度混合気に対して、後方に向かって時計回りの旋回流を与えることができる。従って、低濃度混合気は、第1の管状流路11を通過することによって燃料ガスと空気のミキシングが促進され、均一な濃度分布にすることができる。また、実験により傾斜部を設けないガスバーナと比較して、淡炎口に生成される火炎の安定性が10〜15%程度向上するのを確認している。本実施の形態では、この傾斜部41a、42aによって、低濃度混合気に旋回流を与える旋回部43を形成している。 The low-concentration gas mixture that has flowed in from the gas and air inlets 12 hits the inclined portions 41a and 42a and moves upward in the left inclined portion 41a when traveling backward (straightly) along the first tubular flow path 11. Since the vector is obtained as a downward vector at the right inclined portion 42a, the first tubular flow channel 11 can give a swirling flow clockwise to the low concentration mixture. Therefore, the low-concentration air-fuel mixture passes through the first tubular flow channel 11 to facilitate the mixing of the fuel gas and air, and can have a uniform concentration distribution. Moreover, it has confirmed by experiment that the stability of the flame produced | generated by a pale flame mouth improves about 10 to 15% compared with the gas burner which does not provide an inclination part. In the present embodiment, the inclined portions 41a and 42a form the swirling portion 43 that gives a swirling flow to the low-concentration air-fuel mixture.

また、第1の管状流路11には、図1、図2、図6に示すように、管壁41、42に、外側に突出する突出部44、45がそれぞれ形成されている。この突出部44、45は同一の突出高を有し、それぞれ左右に0.2〜1.2mmの範囲(本実施の形態では、0.5mm)で突出している。低NOxバーナ10は、隣り合う低NOxバーナ10に突出部44、45を当接して外側ケース29内に並列配置されるので、隣り合う低NOxバーナ10の間には、ファン23から送られる二次空気兼冷却空気の流路が確保される。従って、低NOxバーナ10は、この二次空気兼冷却空気が低NOxバーナ10の外面に沿って流れることにより温度が高くなりすぎないように冷却されている。また、二次空気兼冷却空気の通る間隔はそれぞれに同一なるので、燃焼を安定させることができる。 Further, as shown in FIGS. 1, 2, and 6, projecting portions 44 and 45 projecting outward are formed on the tube walls 41 and 42 in the first tubular channel 11. The protrusions 44 and 45 have the same protrusion height, and protrude in the range of 0.2 to 1.2 mm (0.5 mm in this embodiment) on the left and right. Since the low NOx burner 10 is arranged in parallel in the outer case 29 with the projecting portions 44 and 45 abutting against the adjacent low NOx burner 10, two low NOx burners 10 are sent from the fan 23 between the adjacent low NOx burners 10. A flow path for secondary air and cooling air is secured. Therefore, the low NOx burner 10 is cooled so that the temperature does not become too high due to the secondary air / cooling air flowing along the outer surface of the low NOx burner 10. Further, since the intervals through which the secondary air and cooling air pass are the same, the combustion can be stabilized.

また、低NOxバーナ10には、図1、図2、図6に示すように、左右の側面の上部に、前後方向に形成された横溝46が設けられている。横溝46は、低NOxバーナ10側面の強度を保つ効果を有するのに加え、拡幅流路37、37aの流路面積を狭めて拡散することにより高濃度混合気の上昇速度を緩やかにし、濃炎口16、16aの前端から後端までの高濃度混合気の噴出速度を均一化している。
低NOxバーナ10の左右の側面の上部前方に形成された円形突出部47は、ファン23(図4参照)の作動によって、近接配置された複数の低NOxバーナ10間の隙間を上昇する二次空気の流速を部分的に抑えている。従って、この円形突出部47は、中央に位置する低NOxバーナ10に点火された火炎が、左右に隣り合って配置された低NOxバーナ10に火移りしやすい環境をもたらしている。
Further, as shown in FIGS. 1, 2, and 6, the low NOx burner 10 is provided with a lateral groove 46 formed in the front-rear direction at the upper part of the left and right side surfaces. In addition to having the effect of maintaining the strength of the side surface of the low NOx burner 10, the lateral groove 46 makes the rising speed of the high-concentration mixture moderate by diffusing by narrowing the flow passage areas of the wide flow passages 37 and 37a. The ejection speed of the high-concentration mixture from the front end to the rear end of the ports 16 and 16a is made uniform.
The circular protrusions 47 formed in front of the upper portions of the left and right side surfaces of the low NOx burner 10 raise the gaps between the plurality of low NOx burners 10 arranged in close proximity by the operation of the fan 23 (see FIG. 4). The air flow rate is partially suppressed. Therefore, the circular protrusion 47 provides an environment in which the flame ignited by the low NOx burner 10 located in the center easily transfers to the low NOx burner 10 disposed adjacent to the left and right.

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
例えば、第1の管状流路に設けられる傾斜部は、低濃度混合気に後方に向かって反時計回り(方向)の旋回流を与える形状でもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and all changes in conditions and the like that do not depart from the gist are within the scope of the present invention.
For example, the inclined portion provided in the first tubular channel may have a shape that imparts a counterclockwise (direction) swirling flow toward the rear side to the low concentration mixture.

10:低NOxバーナ、11:第1の管状流路、12:ガスと空気の導入口、13:淡炎口、14:第2の管状流路、15:ガスと空気の導入口、16、16a:濃炎口、17:ガスバーナユニット、18:ガス管、19:一次熱交換器、20:混合弁、21:水道管、22:出湯管、23:ファン、24:二次熱交換器、25:ガス給湯機、26:循環ポンプ、27:循環回路、28:ケーシング、29:外側ケース、30:電極、31:点火及び火炎検出手段、32:開口、33:遮断領域、34:スリット、35:連結流路、36、36a:横流路、37、37a:拡幅流路、38:内側突出部、40:本体金具、41:管壁、41a:傾斜部、42:管壁、42a:傾斜部、43:旋回部、44、45:突出部、46:横溝、47:円形突出部 10: Low NOx burner, 11: First tubular channel, 12: Gas and air inlet, 13: Pale flame port, 14: Second tubular channel, 15: Gas and air inlet, 16, 16a: Rich flame outlet, 17: Gas burner unit, 18: Gas pipe, 19: Primary heat exchanger, 20: Mixing valve, 21: Water pipe, 22: Hot water pipe, 23: Fan, 24: Secondary heat exchanger, 25: Gas water heater, 26: Circulation pump, 27: Circulation circuit, 28: Casing, 29: Outer case, 30: Electrode, 31: Ignition and flame detection means, 32: Opening, 33: Shut-off area, 34: Slit, 35: connection flow path, 36, 36a: lateral flow path, 37, 37a: widening flow path, 38: inner protrusion, 40: body fitting, 41: tube wall, 41a: inclined portion, 42: tube wall, 42a: inclined Part, 43: turning part, 44, 45: protrusion part, 46: transverse groove, 47: Form the protrusion

Claims (4)

第1の管状流路のガスと空気の導入口から導入された理論空燃比より燃料濃度の低い低濃度混合気を上方に噴出する細長の淡炎口、及び該淡炎口を囲んで配置され、第2の管状流路のガスと空気の導入口から導入された理論空燃比より燃料濃度の高い高濃度混合気を上方に噴出する細長の濃炎口を備える低NOxバーナにおいて、
前後方向に沿って配置された前記第1の管状流路には、管壁に、該第1の管状流路に沿って後方に直進する前記低濃度混合気が当たって沿う傾斜部を形成して、該低濃度混合気に、後方に向かって時計回り、あるいは、反時計回りの旋回流を与える旋回部が設けられていることを特徴とする低NOxバーナ。
An elongated pale flame port for jetting upward a low-concentration gas mixture having a fuel concentration lower than the stoichiometric air-fuel ratio introduced from the gas and air inlets of the first tubular flow path, and surrounding the pale flame port In a low NOx burner having an elongated rich flame port for ejecting upward a high-concentration mixture having a fuel concentration higher than the stoichiometric air-fuel ratio introduced from the gas and air inlets of the second tubular channel,
The first tubular channel disposed along the front-rear direction is formed with an inclined part along the tube wall along which the low-concentration gas mixture that moves straight back along the first tubular channel hits. The low-NOx burner is provided with a swirling portion that imparts a swirling flow clockwise or counterclockwise to the low concentration mixture.
請求項1記載の低NOxバーナにおいて、前記第1の管状流路は、断面が、左右に2つ割りされた前記管壁によって縦長の長円形状に形成され、前記傾斜部は、2つ割りされた一方の前記管壁の上部と、他方の前記管壁の下部に設けられることを特徴とする低NOxバーナ。 2. The low NOx burner according to claim 1, wherein the first tubular flow path is formed in a vertically long oval shape by the tube wall divided into two on the left and right, and the inclined portion is divided into two. The low NOx burner is provided at the upper part of the one pipe wall and the lower part of the other pipe wall. 請求項1又は2記載の低NOxバーナにおいて、前記第1の管状流路は、前記管壁に外側に突出する突出部を有することを特徴とする低NOxバーナ。 3. The low NOx burner according to claim 1, wherein the first tubular flow path has a protruding portion protruding outward on the tube wall. 4. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の低NOxバーナを用いるガス給湯機であって、前記低NOxバーナと、該低NOxバーナから燃焼ガスを取込んで水を加熱する一次熱交換器と、前記一次熱交換器から排出される前記燃焼ガスによって、前記一次熱交換器に供給する水を予熱する二次熱交換器とを有することを特徴とするガス給湯機。 A gas water heater using the low NOx burner according to any one of claims 1 to 3, wherein the low NOx burner and a primary heat exchanger that heats water by taking combustion gas from the low NOx burner And a secondary heat exchanger for preheating water supplied to the primary heat exchanger by the combustion gas discharged from the primary heat exchanger.
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